Projekte

07.11.2023

Kleinst-Biogasanlage zur Güllevergärung

Demonstrationsvorhaben für ein kostengünstiges Anlagenmodell mit recycelbarem Fermenter

Ziel

Im Rahmen des Vorhabens soll eine standardisierte und kostengünstige Kleinst-Biogasanlage zur einstufigen Güllevergärung entwickelt werden. Die Anlage mit einer elektrischen Leistung von weniger als 50 kW eignet sich für viehhaltende Betriebe ab einem Tierbestand von circa 170 Großvieheinheiten. Der Rührkessel-Fermenter wird kostengünstig in Holz-Sandwichbauweise gefertigt und ist damit vollständig recycelbar. Zur Kontrolle der Anlagenfunktionalität werden Umweltparameter und die Gasqualität durch ein neuartiges, wartungsfreies, miniaturisiertes und energieautarkes Gas-Sensormodul überwacht. Die automatisierte Prozessdatenerfassung und -verarbeitung ermöglicht einen weitestgehend digitalisierten Betrieb der Güllekleinanlage. Für die Beheizung der Fermenter wird eine vollständig neue Lösung auf Basis der Wärmerückgewinnung erprobt. Kalte, eingehende Gülle wird mit einer Wärmepumpe, die ihre Energie aus der warmen, vergorenen Gülle gewinnt, beheizt. Im Vergleich zum Stand der Technik, wird so eine wesentlich höhere Wärmeffizienz erreicht.

Aufgaben

Bau, Versuchsbetrieb und Optimierung der Demonstrationsanlage „KLAWIR“
Umfassende Digitalisierung der Anlage
Bewertung der rechtlichen Rahmenbedingungen
Wissenschaftliche Begleitung, ökonomische und ökologische Gesamtbeurteilung des Konzepts für Kleinstbiogasanlagen
Projektbegleitende Öffentlichkeitsarbeit

Status Quo

Die Vergärung von Wirtschaftsdüngern in Biogasanlagen hat einen doppelten Klimanutzen: Gegenüber der Lagerung in einem offenen Behälter, reduziert die Güllevergärung bis zu 90 Prozent der Methanemissionen und stellt mit dem zusätzlich produzierten Biogas einen wertvollen und flexibel einsetzbaren Energieträger bereit. Dieser ersetzt fossile Energieträger und spart so weitere Kohlenstoffdioxid-Emissionen ein.

Aktuell werden erst rund 30 % der in Deutschland anfallenden Güllemengen in Biogasanlagen verwertet. Nicht erschlossene Güllemengen fallen v. a. in kleineren Viehbetrieben an, wo eine wirtschaftliche Biogasproduktion bisher nicht umsetzbar ist. Durch die Entwicklung von kostengünstigen und effizienten Konzepten für Biogas-Kleinstanlagen können diese Wirtschaftsdüngermengen erschlossen werden.

Vorteile

Geringe spezifische Investitions-, Installations- und Baukosten durch die standardisierte Bauweise, den hohen Vorfertigungsgrad und der kurzen Bauzeit.
Reduzierter Arbeitsbedarf durch automatisierten Betrieb in Kombination mit einer Fernüberwachung.
Die Eigennutzung von Strom und Abwärme ist v. a. für Kleinstbiogasanlagen (< 50 kWel) ein wirtschaftlich tragfähiges Geschäftsmodell.
Hohes Übertragungspotenzial des Anlagenkonzepts auf eine Vielzahl an Tierhaltungsbetrieben.
Erfüllen der wasserwirtschaftlichen Anforderungen zur Gewährleistung der Umweltsicherheit.
Geringes finanzielles Risiko durch einfache Rückbaubarkeit bzw. Versetzbarkeit der Anlage.

Projektdaten und -partner

Das Verbundvorhaben „Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger“ (kurz: KLAWIR) wird von der Universität Hohenheim, der Technischen Universität Dortmund, der Live Energies GmbH und dem Verein renergie Allgäu umgesetzt.